镍基单晶合金因具有优异的高温综合性能而成为航空发动机涡轮叶片的重要材料。叶片榫头加工是现阶段先进制造技术研究的重要内容。由于镍基单晶合金具有高温强度高、热导率低等特点,以及叶片榫头型面结构复杂、加工精度要求高,普通切削加工由于刀具易磨损、加工成本高导致难以满足设计要求,因此缓进深切成形磨削成为榫头加工的重要方法。然而,缓进深切磨削时,砂轮与工件接触弧长较大,且榫头型面复杂,易引起磨削烧伤。目前对于叶片榫头缓进深切成形磨削工艺控制及加工质量分析研究仍不足,而且较多集中于平面磨削研究。有鉴于此,本课题提出开展刚玉砂轮缓进深切成形磨削DD6镍基单晶合金叶片榫头研究。对比分析两种刚玉砂轮的磨削性能,优选成形磨削工具;结合多颗磨粒磨削仿真揭示镍基单晶合金材料去除行为,并进一步探讨了缓进深切成形磨削叶片榫头的加工精度与表面质量。本文开展的主要研究工作及取得的成果如下:(1)开展了棕刚玉与微晶刚玉砂轮缓进深切磨削DD6材料试验,对比分析了两种砂轮的磨削力、磨削温度、表面粗糙度、砂轮磨损等特性。相同磨削用量下,微晶刚玉砂轮可获得较低的磨削力与磨削温度,磨损特征表现为微破碎,而棕刚玉磨粒则为磨耗磨损。建立了砂轮综合磨削性能评价模型,结果显示,微晶刚玉砂轮具有更优异的综合磨削性能。(2)基于叶片榫头型面弧区特征开展多颗磨粒磨削仿真研究,从材料隆起变形、成屑形式及磨痕形成角度,探明了磨削速度与磨削深度对材料去除行为变化的影响。揭示了多颗磨粒磨削过程中材料塑性隆起、涂覆等特征的形成过程,并从磨削表面形貌与磨屑特征方面对仿真结果进行了实验验证。实验与仿真结果相符。(3)采用微晶刚玉砂轮进行了榫头缓进深切成形磨削研究,对榫头加工精度进行了评价,对比分析了榫头弧区表面不同位置的加工形貌、金相组织、显微硬度等,阐明了成形砂轮径向磨损特征,最后推荐了叶片榫头成形磨削工艺方案,满足了设计要求,显著提高了加工效率。